Устройство для измерения временных интервалов

(51) 5 с 04 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ изОБРетениям и Оп 1 Рытия И ГКНТ ССОф ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СИИ ЕТЕНИЯ ТЕЛЬС кии инрили ССР981. ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕН 54) УстРОйстВО нцх интЕРВАПОВ (57) Изобретени тельной технике зовано для изме относитсяи может бытения времен измерииспольх интер(21) (22) (46) (71) стит 72) 153) (56) Иф 10 1 М 59703/24-2114,07.8830.03 90. Бюл. М 12Ульяновский политехничтА.Г, Ташлинский и С.Г,621.317(088.8)Авторское свидетельств8104, кл, С 04 Г 10/04 валов. Цель изобретения - повышение точности измерения одиночных временных интервалов. Устройство для измерения временных интервалов содержит формирователи 1,2 старт- и стоп-импульсов, КБ-триггер 4, элемент И Ь, счетчик 8 импульсов, опорный генератор 9, В устройство введены В-триггеры 3 и 5, элемент ИЛИ 7, Введение новых элеменов и новых связей между элементами устройства позвсляет повысить точность измерения за счет исключения составляющей псгрешности измерения, связанной с задержкой распространения сигнала в логических элементах. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов,Цель изобретения - повышение точ 5 ности измерения одиночных временных интервалов.Ка фиг, 1 представлена Функциональная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит формировательстарт-импульса, формирователь 2 стоп-импульса, П-триггер 3, КБ-триг гер 4, П-триггер 5, элемент И Ь элемент ИЛИ 7, счетчик 8 импульсов, опорный генератор 9. Входы Формирователей 1, 2 старт- и стоп-импульсов объединены и являются входом устройства, 20 Выход формирователя 1 старт-импульса соединен с П-входом триггера 3, Б- входом триггера 4 и третьим входом элемента И 6. Выход формирователя 2 стоп-импульса подключен к входу триг гера 5, К-входу триггера 4 и к четвертому входу элемента И 6. С-входы триггеров 3 и 5, а также второй вход элемента И Ь объединены и подключены к выходу опорного генератора 9, Выхо- З 0 ды триггеров 3 и 5 подсоединены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ 7, выход которого подключен к входу первого разряда счетчиков 8 импульсов. Выход триггера 4 соединен с первым входом элемента И 6, выход которого подключен к входу второго разряда счетчика 8.Устройство для измерения временных интервалов работает следующим образом. 0В исходном состоянии триггеры 3-5 и счетчик Ь импульсов находятся в нулевом положении. При достижении входным сигналом заданного порога срабатывания срабатывает Формирователь 1 45 старт-импульса, а при снижении ампли" туды входного сигнала ниже порога срабатывания - формирователь 2 стоп-импульса. Формирователи 1 и 2 вырабатывают инверсные импульсы длительностью Т/2, где То - период следования импульсов опорного генератора 9. Из старт- и стоп-импульсов посредством триггера 4 формируются "временные ворота" (фиг. 2), которые дополняются импульсами квантующего генератора 9. Сформированную пачку импульсов подают на второй разряд счетчика 8 импульсов. Код, зафиксированный в счетчике 8 импульсов, в общем случае соответствует длительности измеряемого импульса с погрешностью - 1,5-0,5)ТО .Для уточнения результата измерения служат триггеры 3 и 5 и элемент ИЛИ 7. Триггеры 3 и 5 Фиксируют факт совпадения во времени импульсов Формирователей 1 и 2 старт- и стоп-импульсов с передним Фронтом импульсов опорного генератора 9. В случае ссвпадения на выходе триггера 3(5) формируется импульс длительностью Т, поступающий через элемент ИЛИ 7 на вход первого разряда счетчика 8 импульсов. Возможны четыре ситуации: отсутствие совпадения старт- стоп-импульсов с передним фронтом импульсов опорного генератора; несовпадение старт- и совпадание стоп- импульсов; совпадение старт- и несовпадение стоп-импульсов; совпадение старт- и стоп-импульсов.В указанных случаях без учета уточнения измерение производится с погрешностью соответственно: (-0,5-0,5)Т; (-1-0).г (-1-0)Т; -(1,5-0,5)Т, Таким образом, учитывая, что младший (первый) разряд счетчика 8 импульсов соответствует длительности 0,5 Т во втором и третьем случаях необходимо добавить один импульс, а в четвертом - два, Для объединения импульсов с триггеров 3 и 5 служит элемент ИЛИ 7Для примера на фиг. 2 приведены временные диаграммы с учетом задержкисигнала в элементах для случая, когда старт-импульс совпадает с передним фронтом квантующего импульса, а стоп-импульс несовпадает, где: а сигнал на входе устройства; б и в - импульсы соответственно на выходе формирователей 1 и 2 старт- и стоп-импульсов; г - напряжение на выходе триггера 4; д - импульсы опорного генератора 9; е - напряжение на выходе триггера 3; ж - напряжение на выходе элемента И Ь; з - напряжение на выходе триггера 5.Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с прототипом состоит в увеличении точности измерения временных. интервалов. Это достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве отсутствует составляющая погрешности измерения, связанная с задержкой распространения сигнала в логических элементах. Кроме того, предлагаемое устройство позволяРог.еСоставитель С. КротоваТехред А.Кравчук Корректо Редактор М. КелемешЗаказ ч 56 дписное раж 35 тиям при ГКНТ СССР ВНИИПИ Го тета по изобретениям и о ва, Ж, Раушская наб.,о венног 113035 зводственно-издательский комбинат "Патент",од, ул. Гагарина, 101 5 155395 ет максимально использовать предельную рабоцую частоту счетчика (триггеров). Так, для элементов серии 530 предельная частота переключения равна 50 МГц, следовательно, дискрет измерения равен 10 нс. Погрешность измерения определяется лишь неидентичностью временных характеристик формирователей старт- и стоп-импульсов. 10 Формула изобретенияУстройство для измерения временных интервалов, содержащее формирователя старт- и стоп-импульсов, входы кото рых объединены и являются входом устройства, опорный генератор, счетчик, элемент И и КЯ-триггер, Б-вход которого подключен к выходу формирователя старт-импульса, К-вход - к выходу формирователя стоп-импульса, а выход соединен с первым входом элемента И,2 6второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, а выход соединен с входом второго разряда счетчика импульсов, о т л и ц а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый и второй Р-триггеры и элемент ИЛИ, причем Р-вход первого 0- триггера подключен к выходу формирователя старт-импульса и к третьему входу элемента И, Р-вход второго Р- триггера подключен к выходу формирователя стоп-импульса и к четвертому входу элемента И, С-входы Р-триггеров объединены и подключены к выходу опорного генератора, инверсные выходы первого и второго П-триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого разряда сцетцика импульсов.